Brique réfractaire

Une brique réfractaire , brique réfractaire , brique en argile réfractaire ou brique réfractaire est un bloc de matériau céramique utilisé dans le revêtement des fours , des fours , des foyers et des cheminées . Une brique réfractaire est principalement conçue pour résister à des températures élevées, mais aura également généralement une faible conductivité thermique pour une meilleure efficacité énergétique . Habituellement, les briques réfractaires denses sont utilisées dans des applications soumises à des contraintes mécaniques, chimiques ou thermiques extrêmes, telles que l'intérieur d'un four à bois ou d'un four, qui est soumis à l'abrasion du bois , au fluxage des cendres ou des scories et à des températures élevées. Dans d'autres situations moins difficiles, comme dans un four électrique ou au gaz naturel , des briques plus poreuses, communément appelées « briques de four », sont un meilleur choix. Elles sont plus faibles, mais elles sont beaucoup plus légères et plus faciles à former et isolent bien mieux que les briques denses. Dans tous les cas, les briques réfractaires ne doivent pas s'écailler et leur résistance doit bien résister aux changements rapides de température.

Lors de la fabrication de briques réfractaires, l'argile réfractaire est cuite dans le four jusqu'à ce qu'elle soit partiellement vitrifiée . Pour des usages spéciaux, la brique peut également être émaillée. Il existe deux tailles standard de briques réfractaires : 9 po × 4 po+1 ⁄ 2 po × 3 po (229 mm × 114 mm × 76 mm) et 9 po × 4+1 ⁄ 2 po × 2+1 ⁄ 2 po (229 mm × 114 mm × 64 mm). Il existe également des briques réfractaires « fendues » qui ont la moitié de l'épaisseur et sont souvent utilisées pour recouvrir les poêles à bois et les inserts de cheminée. Les dimensions d'une fente sont généralementde 9 po × 4+1 ⁄ 2 po × 1+1 ⁄ 4 po (229 mm × 114 mm × 32 mm). La brique réfractaire a été inventée pour la première fois en 1822 par William Weston Young dans la vallée de Neath au Pays de Galles .

Les briques réfractaires en silice qui garnissent les fours de fabrication de l'acier sont utilisées à des températures allant jusqu'à 3 000 °F (1 649 °C), ce qui ferait fondre de nombreux autres types de céramique et, en fait, une partie des briques réfractaires en silice se liquéfie. L'isolation de surface réutilisable à haute température (HRSI) , un matériau de même composition, a été utilisé dans les tuiles isolantes de la navette spatiale .

Les procédés métallurgiques non ferreux utilisent des briques réfractaires basiques car les scories utilisées dans ces procédés dissolvent facilement les briques de silice « acides ». Les briques réfractaires basiques les plus courantes utilisées dans la fusion des concentrés de métaux non ferreux sont les briques « chrome-magnésite » ou « magnésite-chrome » (selon les rapports relatifs des minerais de magnésite et de chromite utilisés dans leur fabrication).

D'autres matériaux sont utilisés comme briques réfractaires pour des applications à basse température . L'oxyde de magnésium est souvent utilisé comme revêtement pour les fours . Les briques de silice sont le type de briques le plus courant utilisé pour le revêtement intérieur des fours et des incinérateurs . Comme le revêtement intérieur est généralement de nature sacrificielle, des briques réfractaires à teneur en alumine plus élevée peuvent être utilisées pour allonger la durée entre les re-revêtements. Très souvent, des fissures peuvent être observées dans ce revêtement intérieur sacrificiel peu de temps après sa mise en service. Elles ont révélé que davantage de joints de dilatation auraient dû être placés en premier lieu, mais ceux-ci deviennent désormais eux-mêmes des joints de dilatation et ne sont pas préoccupants tant que l'intégrité structurelle n'est pas affectée. Le carbure de silicium, avec une résistance abrasive élevée, est un matériau populaire pour les foyers des incinérateurs et des crémateurs . La brique d'argile rouge commune peut être utilisée pour les cheminées et les fours à bois.

Les briques réfractaires, avec leur capacité à résister à des températures élevées et à stocker la chaleur, offrent une solution prometteuse pour le stockage de l’énergie. Ces briques réfractaires peuvent être utilisées pour stocker la chaleur des processus industriels, en exploitant l’excédent d’électricité renouvelable pour créer une source de chaleur continue et peu coûteuse pour l’industrie. En raison de leur construction à partir de matériaux courants, les systèmes de stockage à base de briques réfractaires sont beaucoup plus rentables que les systèmes à batterie pour le stockage de l’énergie thermique. Des recherches menées dans 149 pays indiquent que l’utilisation de briques réfractaires pour le stockage de la chaleur peut réduire considérablement le besoin de production d’électricité, de stockage sur batterie, de production d’hydrogène et de stockage de chaleur à basse température. Cette approche pourrait réduire les coûts énergétiques globaux d’environ 1,8 %, ce qui fait des briques réfractaires un outil précieux pour réduire les coûts de transition vers une énergie 100 % propre et renouvelable.